Etude de la diminution du collagène IV au cours du vieillissement cutané et des mécanismes impliqués

par Jezabel Feru

Thèse de doctorat en Sciences - STS

Sous la direction de Sylvie Brassart-Pasco.

Soutenue le 09-12-2013

à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec (MEDYC) Matrice Extra-cellulaire et DYnamique Cellulaire (laboratoire) .

Le président du jury était François Xavier Maquart.

Le jury était composé de Christine Jeanmaire, Olivier Piot, Sylvie Brassart pasco.

Les rapporteurs étaient Patricia Rousselle, Bernard Coulomb.


  • Résumé

    Le vieillissement cutané s'accompagne d'altérations des composants de la matrice extracellulaire. Des études ont montré que le contenu en collagène IV diminuait dans la peau à partir de 35 ans. Le collagène IV, constituant majeur des membranes basales, est formé de l'association, en triple hélice, de 3 chaînes alpha parmi 6 possibles: alpha1(IV) à alpha6(IV). Au niveau de la membrane basale cutanée, encore appelée jonction dermo-épidermique, seulement deux isoformes de collagène IV ont été mises en évidence : [alpha1(IV)2; alpha2(IV)], isoforme majoritaire, et [alpha5(IV)2; alpha6(IV)], isoforme minoritaire, synthétisées par les fibroblastes et les kératinocytes. Nous avons vérifié, par western-blot sur des extraits de peaux, cette diminution de collagène IV. Nous avons ensuite analysé la répartition du collagène IV au niveau de la JDE sur des coupes transversales de peau et n'avons pu mettre en évidence de discontinuité dans le réseau de collagène IV avec l'âge, du fait des fortes variations inter-individuelles. Parallèlement, sur coupe de peau, nous avons tenté de mettre en évidence des différences spectrales du collagène IV avec l'âge par spectroscopie Raman mais la résolution s'est avérée insuffisante. Nous avons isolé des fibroblastes de patients d'âges différents et montré une diminution de l'expression génique de la chaîne alpha1(IV) malgré de fortes variations inter-individuelles. Afin de s'affranchir de ces variations inter-individuelles pour étudier les mécanismes impliqués dans la diminution d'expression du collagène IV, nous avons mis au point un modèle de vieillissement accéléré de fibroblastes traités à l'H2O2 et vérifié le phénotype sénescent des cellules (morphologie modifiée, augmentation de l'activité SA-beta-galactosidase, augmentation de p21WAF-1…). Nous nous sommes intéressé à la voie du TGF-beta1. Nous avons montré que l'expression du récepteur au TGF-beta1, TbetaRII, diminuait dans le modèle de vieillissement accéléré. Nous avons également montré qu'un anticorps bloquant anti-TGF-beta1 reproduisait la diminution d'expression de collagène IV observée au cours de la sénescence. La détermination du mécanisme impliqué pourrait permettre, à terme, de proposer de nouvelles stratégies pour maintenir l'intégrité de la membrane basale lors du vieillissement cutané.

  • Titre traduit

    study of type IV collagen decrease during skin aging and involved mechanisms


  • Résumé

    During aging skin there are extracellular matrix alterations. Preliminary studies showed that type IV collagen content decreased in skin with age after 35 years. Type IV collagen is a major component of basement membranes. It's constituted by the association of 3 alpha chains among 6 possible (alpha1 to alpha6). In the cutaneous basement membrane also called dermo-epidermal junction, only two isoform of type IV collagen were found: [alpha1(IV)2; alpha2(IV)], which is majoritary isoform, and [alpha5(IV)2; alpha6(IV)], which is minoritary, both synthesized by fibroblasts and keratinocytes. We checked the decrease in type IV collagen by western-blot on skin extracts. We then analyzed the distribution of this collagen in the DEJ on skin sections but we were not able to highlight a discontinuity in the network of type IV collagen during aging. At the same time, we tried to highlight spectral differences of the collagen IV with aging by Raman spectroscopy on skin sections but the resolution was insufficient. 35 years. We showed a decrease of type IV collagen expression by dermal fibroblasts in spite of strong variation between patients. In order to study the mechanism involved in type IV collagen variation during aging in dermal fibroblasts avoiding inter-individual variations, we develop an accelerated aging model of fibroblasts by treatment with H2O2. We checked the senescent phenotype of the cells (modified morphology, increase of SA-beta-galactosidase activity, increase of p21WAF-1…). We were interested on the TGF-1 pathway and we showed that TGF-beta1 receptor, called TbetaRII, was decreased in our accelerated aging model. We also showed that a blocking antibody against TGF-beta1 reproduced the decrease of type IV collagen expression observed during the senescence. The determination of the involved mechanism could lead to propose new strategies to maintain the integrity of the basal membrane during skin aging.


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